히타치 밴타라는 지난해 9월, Hitachi NEXT를 통해 몇 가지 솔루션을 선보였다. 차세대 주자로 급부상 중인 2개의 신기술 ‘NVMe’와 ‘SCM’을 지원하는 HCI(Hyper-converged Infrastructure)도 그 중 하나다. 히타치 UCP HC V124N으로 명명된 이 제품은 NVMe와 SCM 기술을 둘 다 제공하는 업계 최초의 맞춤형 HCI 솔루션이다.
NVMe와 SCM 기술이 엔터프라이즈급 스토리지 시스템에 통합되면 레이턴시, 스루풋(Throughput), 대역폭, 로드 상태의 성능 예측가능성 등 전반적인 측면에서 엄청난 발전을 이룰 수 있다.
스토리지 플랫폼에 대한 인식 자체를 바꿔놓게 될 UCP HC V124N에 대해 IDC Market Note에서 다룬 내용을 소개한다.
IDC는 2021년 말까지 기본 스토리지 시장에서 SCSI를 제치고 새로운 강자로 등극할 스토리지 프로토콜로 NVMe(Non-Volatile Memory express, 비휘발성 메모리 익스프레스)를 꼽는다. NVMe는 새롭게 부상하는 메모리 기술인 SCM(Storage-class Memory)뿐 아니라 NVMe SSD(Solid State Disk) 드라이브와도 함께 사용할 수 있다.
NVMe는 DMA(Direct Memory Access)를 사용해 바이트 주소 방식으로 지속형 스토리지(Persistent Storage) 미디어에 액세스하고 PCIe(PCI Express) 표준을 준수한다. 확장성이 대폭 강화되어 엔터프라이즈급 스토리지 플랫폼으로도 사용 가능하다.
NVMe, 2021년 외장형 스토리지 시장의 50% 차지
NVMe는 SCSI에 비해 로우 레이턴시(Low Latency) 측면에서 훨씬 더 높은 수준의 스토리지 성능, 스루풋, 대역폭 및 병렬 처리를 지원하며, SCM 등 새롭게 부상하는 메모리 기술을 지원하기 위해서도 필요한 기술이다. 또한 메모리 기반 미디어가 아니라 하드디스크 드라이브용으로 설계된 SCSI에 비해 효율성이 높으며, ‘노이지 네이버(Noisy Neighbor)3)’ 현상 없이 집적도가 높은 엔터프라이즈 워크로드를 위한 시스템 설계도 가능하다. IDC는 2021년 말까지 NVMe 기반 스토리지 시스템이 전체 외장형 스토리지 시장의 50% 이상을 차지할 것으로 전망하고 있다.
SCM 디바이스는 DRAM과 같은 전통적인 메모리 제품에 비해 가용량이 높은 반면, 가격은 더 낮은 DRAM 수준의 레이턴시를 제공하기 위해 휘발성 DRAM과 비휘발성 NAND 플래시 미디어를 혼합한다. 이들 디바이스는 NAND 플래시 기반 디바이스보다 훨씬 더 나은 성능을 제공할 것으로 기대된다.
인텔은 SCM 신기술인 ‘3D X포인트’를 발표하고, 이 미디어에 기반한 SCM 디바이스 제품군을 ‘옵테인(Optane)’이라는 브랜드로 출시했다. 옵테인 메모리는 아직 대량 공급되고 있지는 않지만 일부 주요 서버 벤더들이 로컬 스토리지용 서버에 탑재해 출시하고 있다. SCM 제품은 서버에 PCIe 버스로 탑재된다. 당초 SCM은 공유 스토리지 어레이에 캐싱 티어(속도가 더 느린 다른 미디어 티어뿐 아니라 프론트 엔드 NAND 플래시)로 먼저 탑재된 후 지속형 스토리지에 탑재될 것으로 전망됐으나, 현재 공유 스토리지 어레이에는 사용되지 않고 있다.
NVMe 기반 스토리지 어플라이언스 출시 잇따라
NVMe 기반 스토리지 어플라이언스가 처음 출시된 건 2016년이다. 이후 2년이라는 짧은 시간 동안 Dell EMC, IBM, NetApp, PureStorage 등 주요 엔터프라이즈 스토리지 벤더 4개사 뿐만 아니라 몇 개의 스타트업이 이 시장에 합류했다. 이들 벤더의 솔루션은 모두 NVMe 기술을 최대한 활용하는 데 중점을 두고 있지만, SCM 기반 미디어가 아니라 NAND 플래시를 사용한다. 현재 이들 시스템은 Tier 0 애플리케이션과 빅데이터 및 분석 워크로드용으로 배치되어 좀 더 일반적인 워크로드 집적도를 향상시키는 데 목적을 두고 있다.
히타치 밴타라는 2018년 6월, 히타치 DS120 서버에 인텔 옵테인 기반 캐싱 레이어를 탑재했다고 발표했다. 이어 9월에는 엔터프라이즈급 하이퍼컨버지드 솔루션인 히타치 UCP(Unified Compute Platform) HC에서 NVMe와 SCM을 모두 이용할 수 있다고 밝혔다.
HCI(Hyper Converged Infrastructure) 아키텍처는 로컬 스토리지에서 x86 기반 서버 노드를 사용하는 웹 스케일로 설계되었으며, 고속 및 리던던트 스위치 패브릭(일반적으로 이더넷)과도 연계된다. 분산 소프트웨어 레이어로 서로 다른 종류의 모든 노드가 하나의 통합 시스템으로 동작할 수 있다. 애플리케이션은 스토리지와 동일한 서버에서 운영되므로 로우 레이턴시가 향상되었다. 워크로드가 증가하면 무중단(Non-disruptive) 방식으로 노드를 추가할 수 있고, 단일 포인트로 통합 관리할 수 있다.
NVMe와 SCM 지원하는 상용 솔루션 히타치 UCP HC
히타치 밴타라의 UCP HC V124N은 인텔 옵테인 기반 캐싱 티어와 인텔 NVMe SSD 지속형 스토리지 티어를 사용하는 인텔 제온 CPU가 탑재된 2소켓 서버 노드인 1U에 기반한 솔루션으로, 시스템당 최대 4개(나머지는 3D NAND 플래시 기반 NVMe DDS)까지 옵테인 캐시 카드를 배치할 수 있다. 옵테인 캐시 카드는 375GB와 750GB 두 종류, SSD는 2TB, 4TB, 8TB 세 종류로 제공된다.
UCP HC V124N의 노드는 리던던트 전용 10GbE 또는 25GbE 네트워크와 연결된다. UCP HC는 스토리지 서비스 제공을 위해 VM웨어 vSAN을 사용하며, RAID 5와 RAID 6, 인라인 데이터 압축/중복 제거/씬 프로비저닝, 스냅샷 및 복제, 완전한 VMware vCenter 관리 등 엔터프라이즈급 데이터 서비스도 지원한다. 또한 히타치의 모든 데이터센터 운영 툴과도 완벽하게 호환되며, 이러한 구성에 대해 단일 관리 포인트를 제공하는 vCenter 관리 콘솔과도 원활하게 통합된다.
HCI 시스템은 데스크톱 가상화(VDI) 와 같은 까다로운 워크로드에 탁월한 솔루션이지만, 일반적인 목적의 워크로드에도 광범위하게 사용된다. Hitachi UCP HC는 NVMe, SCM, 옵테인 SSD 수준의 성능 집적도를 제공하며, 수백 TB 범위에서 노드당 가용량을 효과적으로 지원하고(평균 데이터 가모 비율 4:1 수준), 그 범위를 확대할 수 있다. 인텔 옵테인 기반 캐싱 티어가 탑재된 V124N은 증가하고 있는 노드당 워크로드의 통합 집적도 향상뿐 아니라 전에는 불가능했던 실시간 및 스케일 아웃 워크로드 역시 더 많이 처리할 수 있게 됐다.
IDC가 2018년 여름에 수행한 ‘생산 환경에서의 NVMe 사용’ 리서치에 따르면 NVMe는 실시간 빅데이터와 분석 등 새로운 종류의 워크로드뿐 아니라 초 고성능 RDB 환경 등 레거시 워크로드에서도 사용되고 있다. 뿐만 아니라 우수한 멀티테넌트(Multi-tenant) 관리 능력을 제공하는 NVMe 기반 스토리지 시스템을 엔터프라이즈 워크로드에 적용 사례도 늘고 있다. SCM을 지원하는 Hitachi UCP HC V124N은 확실히 현재의 HCI 환경에서 효과적으로 동작할 수 있는 워크로드의 수준과 범위를 확대하고 있다.
Hitachi UCP HC, 보다 많은 고객을 만족시키다
히타치 밴타라는 스토리지 어플라이언스, 소프트웨어 온리, 컨버지드 인프라, 하이퍼컨버지드 인프라, 클라우드 등 영역에서 엔터프라이즈급 스토리지 솔루션을 제공해왔다. 따라서 늘 고객의 비즈니스 성과 향상을 위한 분석 통찰력을 가장 효과적으로 제공하는 적절한 데이터 파이프라인을 어떻게 만들어낼 것인가에 중점을 두고 프로젝트를 시작한다. 고객은 히타치가 지금까지 축적해온 방대한 규모의 스토리지 플랫폼 포트폴리오를 통해 다양한 이점을 얻을 수 있을 것이다.
히타치는 고객의 모든 수요를 만족시키는 단일 솔루션 판매가 아니라 고객의 요구에 가장 잘 부합하는 최적의 아키텍처를 제공하는 데 집중한다. 히타치 밴타라의 스토리지 플랫폼 포트폴리오에 UCP HC V124N이 추가되면서 UCP HC 제품군은 더 광범위한 고객 수요에 부응할 수 있게 되었으며, 더 높은 성능을 요구하는 고객을 만족시킬 수 있게 되었다.
이번 NVMe 지원 발표를 통해 히타치 밴타라가 전통적인 솔루션에 새롭게 부상하는 신기술을 신속하게 통합할 수 있는 벤더라는 사실을 잘 보여준 사례다. 물론 지난 몇 년 동안에도 NVMe 디바이스를 로컬 스토리지 솔루션에 이용하는 것은 가능했다. 그러나 NVMe와 SCM 기술이 엔터프라이즈급 솔루션에 적용된 건 얼마 되지 않은 일이다.
고성능 스토리지 기술 구현한 어플라이언스의 대표 사례
지난해 SCM 제품은 x86 서버에 통합된 방식으로 사용할 수 있었으며, 고객은 고성능 HCI 구성을 위해 소프트웨어 온리 HCI 제품을 구매할 수 있었다. 그러나 UCP HC V124N은 고성능 스토리지 기술이 공장에서 직접 생산하는 통합 솔루션의 일부로 탑재된 초기 스토리지 어플라이언스의 대표적인 사례다. 이번 발표를 통해 히타치 밴타라가 앞으로 더 많은 NVMe와 SCM 기반 HCI 솔루션을 출시할 수 있다는 예측도 가능하다.
어플라이언스 형태의 제품이 HCI 시장에서 전통적으로 소프트웨어 온리 제품에 비해 매출 기여도가 훨씬 더 높다는 사실은 상당히 흥미롭다. 2016년에 어플라이언스 형태의 솔루션이 HCI 전체 시장에서 차지하는 비중은 64.3%였으나, 2018년에는 이 수치가 76.3%로 증가했다. 소프트웨어 온리 모델은 하드웨어를 선택할 수 있으며, 일부 고객에게는 이 부분이 상당히 중요할 수 있다. 그러나 대부분의 고객은 어플라이언스 기반 모델의 구매, 배치, 관리, 지원의 용이성 등을 선호한다.
Hitachi UCP HC V124N이 발표될 때 함께 언급되지는 않았지만, HCI 노드 간 NVMe-oF 연계는 이 간단하고 ‘확장성이 매우 편리한’ 아키텍처 상에서 동작하는 워크로드의 종류와 범위를 확대한다는 측면에서 큰 진전이라 할 수 있다. 현재 NVMe-oF는 기술이 성숙되지 않았지만 기술 표준화와 사용편의성 향상 등이 진행되고 있다. 이미 노드 레벨에서 NVMe와 SCM을 사용하고 있는 HCI 구성에 NVMe-oF를 추가할 수 있다는 점은 꽤 흥미로운 일이다. NVMe-oF 전송을 위해 TCP를 사용하는 것도 이러한 측면에서 상당히 긍정적이다. NVMe-oF 표준화, 가격 하락, 구성 용이성을 가속화할 수 있기 때문이다.
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